Теплоотдача при движении жидкости в трубах

Сопоставление данных по гидравлическому сопротивлению, теплоотдаче к поверхности зернистого слоя, диффузии и продольному перемешиванию при течении (см. последующие главы) позволяет более ясно понять физическую природу движения жидкости в зернистом слое при различных значениях критерия Рейнольдса. Как и в трубах, при малых значениях Ке пограничный слой заполняет все сечение поровых каналов и распределение скоростей существенно зависит от формы канала, С ростом же Ке пограничный слой сжимается и взаимодействие потока с зернистым слоем (гидравлическое сопротивление) начинает главным образом определяться формой отдельного элемента и характером его поверхности. [c.70]

Решающее влияние на интенсивность теплоотдачи, по-видимо-ку, оказывает скорость движения паро-жидкостной смеси в трубе, вызванная действием пузырьков пара, образующихся в результате подвода тепла от стенки трубки к смеси. При этом, очевидно, для расчета теплоотдачи возможно применение формул теплоотдачи при естественном движении жидкости в трубах Ч [c.118]

Пример 11-4. Используя метод анализа размерностей, найти критериальное уравнение теплоотдачи при турбулентном вынужденном движении жидкости в прямой трубе круглого поперечного сечения. [c.22]

Коэффициент теплоотдачи при турбулентном движении жидкости внутри трубы вычисляют по формуле [c.37]

Приведем наиболее распространенные формулы для определения коэффициентов теплоотдачи нри движении жидкости в трубах. При ламинарном течении любой жидкости, когда Ке < 2000, для определения коэффициента теплоотдачи рекомендуется формула [c.58]

Приведенные формулы коэффициентов теплоотдачи только для случаев движения жидкости в трубах (каналах) свидетельствуют [c.58]

Изогнутые трубы. При движении жидкости в изогнутых трубах в потоке возникает вторичная циркуляция за счет действия центробежного эффекта. Это является причиной увеличения коэффициента теплоотдачи. Коэффициент теплоотдачи в змеевиках и коленах может быть рассчитан путем введения в формулы для прямых труб поправочного множителя [c.110]

На основании многочисленных исследований по теплообмену между твердой поверхностью и омывающей ее газожидкостной смесью, не имеющей направленного движения (условие внешней задачи), можно сделать вывод, что коэффициент теплоотдачи не зависит от свойств газа [ПО, П7 ], от давления в аппарате при его увеличении до 2-10 Па [109], от поверхностного натяжения на границе газ — жидкость [ПО], от конструкции газораспределителя (диаметра и шага размещения отверстий в барботере), если высота расположения теплообменного элемента над барботером превышает высоту факела газа, выходящего из отверстия, от места расположения теплообменного элемента в пучке горизонтальных труб[77, 117]. Слабо выражена также зависимость коэффициента теплоотдачи от диаметра трубы, омываемой газожидкостной смесью. [c.67]

При движении жидкости в изогнутых трубах (в частности, в змеевиках) коэффициент теплоотдачи рассчитывается по формуле [c.132]

В случае движения жидкости под косым углом к оси трубы коэффициент теплоотдачи ф определяется умножением величины коэффициента а, найденного по формуле (VI. 30), на поправочный коэффициент Ь, значения которого приведены ниже [c.133]

При движении жидкости под углом к пучку труб значения коэффициента теплоотдачи а умножают на поправочный коэффициент Ь, приведенный выше. [c.133]

Теплоотдача при вынужденном продольном движении жидкости в трубах и каналах [c.116]

Теплоотдача при вынужденном движении жидкостей и газов в трубах и каналах характерна для трубного пространства кожухотрубчатых элементных, двухтрубных, витых, погружных, оросительных, спиральных и других теплообменников. [c.116]

Ламинарный режим. Ламинарное движение обычно осложняется естественной конвекцией, возникающей вследствие разности температур по сечению потока. Теплоотдача усиливается при наличии свободного движения жидкости, вызывающего некоторое ускорение потока, особенно заметное у вертикальных труб при противоположных направлениях вынужденного и свободного движения. В этом случае применимо уравнение [c.284]

Движение в кольцевом канале. Этот случай теплоотдачи наблюдается при движении жидкости между коаксиальными трубами, например в теплообменниках типа труба в трубе (см. стр. 331). Если наружный диаметр внутренней трубы, омываемой теплоносителем снаружи, равен а внутренний диаметр наружной трубы (кожуха) равен Ов, то а находится по уравнению (VII,41) с поправочным множителем в правой части, определяемым отношением DJd , тогда [c.284]

При движении жидкости в изогнутых трубах (змеевиках) коэффициент теплоотдачи выше, чем в прямых. Расчет теплоотдачи проводится по формуле для прямой трубы с введением соответствующего поправочного коэффициента 8 [c.28]

Для вертикальных труб величина коэффициента теплоотдачи зависит от взаимного направления вынужденного потока и свободного движения жидкости. При совпадении их направлений, т. е. в случае если жидкость при нагревании движется снизу вверх, коэффициент теплоотдачи можно принимать равным 0,85а, где о.—коэффициент теплоотдачи, вычисленный по формуле (2—48а) при несовпадении указанных направлений коэффициент теплоотдачи равен 1,15 о.. [c.309]

Михеев М. Л. Средняя теплоотдача прн движении жидкости в трубах. — В кн. Теплопередача и тепловое моделирование.— М. Изд-во АН СССР, 1959, с. 122—137. [c.219]

Это известное уравнение Ньютона — Фурье, которое применяется для расчета любого теплообменного аппарата. Для расчета поточных аппаратов, особенно пластинчатых, уравнение (I. 6) имеет то Существенное неудобство, что в него не входит диаметр канала и скорость движения жидкости. Однако при определении размеров теплообменного аппарата эти параметры имеют решающее значение. Они входят главными аргументами в расчетные формулы по теплоотдаче. Поверхность трубчатого аппарата состоит из пучка труб определенного диаметра и длины. Число труб в пучке зависит от производительности, а длина их от температурного режима, диаметра трубы и скорости течения жидкости. В данном случае за площадью теплообмена скрываются две важнейшие характеристики, диаметр и длина, а за массой жидкости [c.9]

Другим недостатком была зависимость работы нижних батарей от верхних, а эффективность работы приборов охлаждения данного этажа от плотности теплового потока. Частичное заполнение сечения труб хладагентом и разделение жидкой и паровой фаз усложняло конструкцию приборов охлаждения. Наиболее сложными в изготовлении были батареи типа каскад . В трубе создавалось только раздельное движение жидкости и пара, а, как известно, теплопередача приборов охлаждения при таком режиме течения малоинтенсивна. Коэффициент теплоотдачи от пара к внутренней поверхности трубы в 10 раз меньше, чем от жидкости к стенке трубы, и для оребренных аппаратов с плотностью теплового потока, отнесенного к внутренней поверхности труб порядка 1000 Вт/м , ребра работают с малой эффективностью. Так, для воздухоохладителей из ребристых труб с коэффициентом оребрения больше 10, разность температур по стальному ребру при его высоте 30 мм, толщине 1 мм и толщине инея в 2 мм в начале его работы в лобовой части составляет 6,4° Сив кормовой — 5,5° С. Степень эффективности ребра при скорости воздуха 7 м с, температуре кипения —33° С и температуре набегающего потока воздуха —18° С составляет всего 0,5 против 0,65—0,7 для полностью заполненных труб. Это свидетельствует о недостаточном количестве жидкости в приборах охлаждения даже при заполнении их жидкостью на 30 % сечения труб. [c.43]

Проведенные расчеты геометрических характеристик конденсатора должны уточняться после проверки величин, которыми задавались в расчете, и определения значений коэффициента теплоотдачи со стороны воздуха с учетом конструкции аппарата и его элементов, а также скорости движения воздуха. Коэффициент теплоотдачи при охлаждении пара (I зона) и переохлаждении жидкости (III зона) считают для случая движения жидкости внутри труб в зависимости от режима течения. [c.201]

При вынужденной теплоотдаче, когда явлением силы тяжести можно пренебречь (например, при движении жидкостей по трубам), критерий Фруда из уравнения (11.36) может быть исключен. Тогда [c.281]

Другой способ интенсификации, не приводящий к существенному повышению гидравлического сопротивления, заключается в следующем. Путем выдавливания снаружи трубы с помощью специального устройства на внутренней стенке трубы образуются небольшие по высоте (1-2 мм) выступы. Расстояние между выступами равно диаметру трубы или несколько меньше его. При турбулентном движении жидкости в потоке за зауженным участком трубы возникают вихри, которые существенно турбулизуют пограничный слой и тем самым резко снижают его термическое сопротивление. При этом коэффициент теплоотдачи увеличивается в несколько раз. К конструктивным способам интенсификации процесса теплоотдачи можно отнести также использование различных вставок внутри труб, приводящих к завихрению потока, а также установку перегородок в межтрубном пространстве кожухотрубных теплообменников, с помощью которых увеличивают скорость движения жидкости и ее турбулизацию вследствие чередующегося изменения направления потока. [c.295]

Хорошая циркуляция раствора в аппарате способствует интенсификации теплообмена, в первую очередь со стороны кипящей жидкости. Как известно, увеличение скорости движения жидкости приводит к уменьшению толщины теплового пограничного слоя, снижению его термического сопротивления и повышению коэффициента теплоотдачи. Кроме того, циркуляция раствора предотвращает быстрое отложение на стенках кипятильных труб твердой фазы (накипи). Появляется возможность осуществлять выпаривание кристаллизующихся и высоковязких растворов. [c.374]

При движении жидкости в изогнутых трубах неизбежно возникает центробежный эффект. Поток жидкости отжимается к внешней стенке и в поперечном сечении возникает так называемая вторичная циркуляция. С увеличением радиуса кривизны R влияние центробежного эффекта уменьшается и в пределе при R оно совсем исчезает. Вследствие возрастания скорости и вторичной циркуляции и вытекающего из этого увеличения турбулентности потока значение среднего коэффициента теплоотдачи в изогнутых трубах выше, чем в прямых. [c.186]

Для улучшения теплоотдачи движение охлаждающей жидкости через радиатор (5) должно быть направлено навстречу движению рабочей жидкости по трубе (2). [c.37]

В работах по теплоотдаче содержится большое число эмннрических и полуэмпирических уравнений движения жидкости в трубах [28, 83, 113, 120, 144, 147, 148]. Большинство этих уравнений представлено в виде степенной зависимости числа Нуссельта от определяющих критериев и симплексов. [c.232]

Теплообменник, изображеины на рис. УИ1-11, а, является одноходовым. При сравнительно небольших расходах жидкости скорость ее движения в трубах таких теплообменников низка и, следовательно, коэс х )ициеиты теплоотдачи невеликн. Для увеличения последних при данной поверхности теплообмена можно уменьшить диаметр труб, соответственно увеличив их высоту (длину). Однако теплообменники небольшого диаметра и значительной высоты неудобны для монтажа, требуют высоких помещений и повышенного расхода металла на изготовление деталей, ие участвующих непосредственно в теплообмене (кожух аппарата). Поэтому более рационально увеличивать скорость теплообмена путем применения многоходовых теплообменников. [c.328]

Большое влияние па коэффициент теплоотдачи при кипении жндкости внутри труб оказывает удельный тепловой поток q в ккал м ч п скорость движения жидкости и в кг м ч, от которой зависит соотношение между экономайзерньш и испарительным участками. Для определения коэффициента теплоотдачи от внутренней поверхности труб к кипящему сжиженному газу применяется уравнение, полученное в результате опытного изучения теплоотдачи при испарении в трубах холодильных агентов [34]. [c.76]

В случае турбулентного течения жидкости по трубе стабилизация теплоотдачи наступает при Модель вязкого подслоя (см. гл. XXXVI) описы вает теплоотдачу при турбулентном движении жидкости или газа. При условии 0,6 <Рг< 3000 и 7-10 <Ке< <12-10 теплоотдача аппроксимируется формулой [c.261]

Для условий кипения жидкости при ее движении в трубках по JI. G. Стерману [8, 9] следует различать две области. При больших скоростях движения жидкости, когда наросодержание на выходе из трубы находится в пределах, при которых влияние его на теплообмен может не учитываться, коэффициент теплоотдачи можно определять по зависимостям для конвективного теплообмена без кипения [уравнение (1. 22)]. По Л. С. Стерману это происходит тогда, когда [c.30]

Знание коэффициентов теплоотдачи к двухфазным паро- и газожидкостным потокам необходимо при расчете и проектировании аппаратов в различных отраслях техники. Эти данные требуются для расчета выпарных аппаратов и испарителей, работающих при естественной или вынужденной диркуляции паровых котлов (особенно при высоких давлениях), ядерных энергетических реакторов и многих других агрегатов. Сведения о процессе теплоотдачи к жидкости, постепенно испаряющейся при движении в трубах, весьма ограниченны. Это объясняется главным образом большим количеством величин, влияющих на процесс. Кроме того, в ранних исследованиях изучалось воздействие отдельных факторов на работу аппарата в целом. Полученные в таких работах данные не объясняли явления полностью. Ничего нового не удалось выяснить до тех пор, пока не были установлены величины, характеризующие теплообмен в отдельных сечениях трубы, т. е. при локальных значениях основных параметров [28,33,40] ). Трудности связаны также и с тем, что теплообмен может протекать при различных гидродинамических режимах. [c.25]

На основе этих зависимостей Денглер установил, что влияние пузырькового кипения сказывается лишь в нижней части трубы и с увеличением паросодержания постепенно подавляется возрастающей скоростью движения жидкости. При некотором значении w наступает момент, после которого определяющим является уже обычный конвективный теплообмен. Автор указывает, что замеченное обратное влияние температурного напора в действительности есть влияние давления, так как в опытах с наибольшими температурными напорами паросодержания, а следовательно, и перепады давления были также соответственно выше. Поэтому в этих опытах при данном весовом расходе (и постоянном давлении на выходе) устанавливалось самое высокое абсолютное давление в трубе. Снижение коэффициента теплоотдачи с увеличением давления при, больших паросодержаниях происходит из-за уменьшения удельного объема пара, вследствие чего устанавливаются более низкие скорости двухфазного потока [33]. [c.37]

Допустим, что труба, по которой движется жидкость со скоростью Шо = 1 м/сек, обогревается равномерным тепловым потоком д. На графике, устанавливающем типичные зависимости между тепловым потоком и температурным напором при различных т (фиг. 42), этому процессу соответствует точка /. При этих условиях основное влияние на теплообмен оказывает пузырьковое кипение. По мере движения вдоль трубы за счет генерации пара скорость потока возрастает. Это не отражается на значениях а до тех пор, пока скорость не достигнет значений а = 3,05 м1сек. При этой скорости кривая, характеризующая интенсивность теплообмена при вынужденном движении жидкости, проходит через точку 1, и поэтому можно считать, что, начиная с данного значения ы), механизм процесса теплообмена определяется полностью вынужденным движением. Такое же явление наблюдалось рядом исследователей [32, 70, 96]. Дальнейшее возрастание скорости потока приводит к уменьшению температурного напора. Это продолжается до тех пор, пока не наступят условия сухой стенки . С этого момента коэффициенты теплоотдачи уменьшаются. Это явление, очевидно, не связано с переходом к пленочному кипению, как предполагалось раньше, а вызва- [c.144]

Тела сложной формы. Картина обтекания тел сложной формы и процессы теплоотдачи при этом имеют ряд особенностей. Опыт показывает, что плавный характер поперечного обтекания труб и стержней с разной формой сечения, шара и других неудо-бообтекаемых тел возможен лишь при очень малых значениях числа Рейнольдса. В характерных для практики условиях обтекание тел сопровождается отрывом потока и образованием в кормовой части вихревой зоны. Своеобразие обтекания тел существенно сказывается и на их теплоотдаче. Так, например, интенсивность теплоотдачи по периметру поперечно обтекаемого цилиндра резко изменяется по мере нарастания пограничного слоя от максимума в лобовой точке (ф=0) до минимального значения в области <р=80+-100° (см. табл. 2.26), а затем в кормовой части вновь возрастает за счет интенсивного вихревого движения жидкости. При прочих равных условиях теплоотдача максимальна, когда направление набегающего потока перпендикулярно оси цилиндра. С уменьшением угла атаки коэффициент теплоотдачи уменьшается. [c.173]

Выше было показано, что уменьшение диаметра трубы с одновременным увеличением скорости движения жидкости является самым эффективным мероприятием при проектировании трубчатых аппаратов. В качестве теоретического доказательства э( ектив-ности, теплоотдачи в тонком слое обычно пользуются формулой Крауссольда [c.77]

Труба, заполненная насадками, иТта же труба без насадок—это несопоставимые условия теплоотдачи. Насадки, заполняющие трубу, создают сложный лабиринт для течения жидкости и длина соприкосновения жидкости со стенками трубы едва ли может быть определима. Достаточно отметить тот важный факт, что при сопоставимых числах Не потери напора в указанном лабиринте в 600 10 раз больше чем в гладкой трубе. Критерии Нуссельта с насадками при одинаковых числах Ке оказался приближенно в 8 раз больше чем в гладкой трубе. А. А. Селезнев [22] провел большую работу по теплоотдаче при течении воздуха в трубах с искусственной шероховатостью в виде бугорков, имевших форму усеченных пирамид. Опыт показал, что теплоотдача от шероховатой стенки выше чем гладкой при том же диаметре трубы. Здесь сопоставимость шероховатой и гладкой трубы также весьма условны. Чем больше шероховатость, тем больше относительная поверхность теплоотдачи. В условиях, когда пограничная пленка не покрывает выступы шероховатости, движение жидкости на границе пограничной пленки ядра потока происходит по сложному лабиринту выступов. Особенно велик.эффект искусственной турбулизации получил Кох, применяя диафрагмовые вставки. Устройствоопытной трубы с диафрагмами показано на фиг. 111, 24. При обработке опытных данных при нагреве воздуха в трубе скорость принималась без учета сужения потока в диафрагмах, и коэффициент теплоотдачи относился к внутренней поверхности гладкой трубы. В трубе с дисковыми вставками диаметром и расстоянием между дисками к интенсивность теплоотдачи оказалась очень высокой. На фиг. III. 25 приведен график зависимости Nu/Nuo от т и ЬЧй по данным Коха. По оси ординат отложены отношения критерия Ыи для трубы с вставками к Ыи гладкой ПО [c.110]

Среди тел различных форм, пр-и омывании которых происходит отрыв струй от поверхности, трубы круглого сечения представляют наибольший технический интерес, поэтому было произведено большое количество экспериментальных исследований теплоотдачи от труб. Движение жидкости при по-перечном омывании одиночной трубы рассматривалось в 6-8. На рис. 9-2 показана интерферен- [c.300]

Ребра делают прямыми, круглыми и спн])альныг,ш, обычно прямоугольного ссчсппя ребра на трубах располагают вдоль трубы и поперек, причем пх изготовляют обычно отдельно н прикрепляют к наружной поверхности труб путем наварки пли запрессовки. Плоскость ребер должна быть направлена по движению жидкости для усиления теплоотдачи. [c.316]

Кипение внутри вертикальных труб при вынужденном движении кштящей жидкости (обычно поступающей в нижнюю часть трубы) имеет место во многих аппаратах. Если в обофеваемую трубу жидкость входит с температурой ниже Т -, то на начальном участке наблюдается пристенное кипение. После быстрого прогрева всего потока жидкости до кипение происходит по всему объему поднимающейся жидкости. Выше паровые пузыри могут сливаться в центральной части трубы, а кипение будет продолжаться в тонком кольцевом слое жидкости у горячей поверхности. Интенсивность кипения обычно мало зависит от скорости движения жидкости и определяется интенсивностью пузырькового кипения. Эмпирические корреляции для расчетов длин отдельных участков по высоте кипятильных труб, коэффициентов теплоотдачи, а также для температур жидкости и стенки трубы приводятся в многочисленной литературе (см., например, [1,27]). [c.244]

Теплообмен в барботажных колоннах. Для определения требуемой площади поверхности теплообменных элементов необходимо уметь рассчитывать коэффициенты теплоотдачи к ним от газо-жидкостной смеси. На основании анализа многочисленных исследований теплообмена между твердой стенкой и омывающей ее газо-жидкостной смесью, не имеющей направленного движения, авторами [1] сделан вывод, что коэффициент теплоотдачи не зависит от свойств газа, от давления в аппарате (до 2 МПа), от поверхностного натяжения на границе газ— жидкость, от конструкции газораспределителя (если высота расположения тепло-обменного элемента над барботером превыщает высоту факела газа, выходящего из отверстия), от места расположения теплообменного элемента в пучке горизон-тальньвс труб. Слабо вьфажена также зависимость коэффициента теплоотдачи от диаметра трубы, омываемой газо-жидкостной смесью. Существенное влияние на коэффициент теплоотдачи а оказывают приведенная скорость барботирующего газа Ур и свойства жидкости (вязкость, теплопроводность). Изменение направления теплового потока на величине коэффициента теплоотдачи не отражается. [c.518]

В зависимости от направления теплового потока изменение профиля скорости оказьшается различным. При охлаждении жидкости ее температура у стенки ниже, а вязкость выше, чем в ядре потока. Поэтому по сравнению с изотермическим течением в этих условиях скорость движения жидкости у стенки ниже, а в ядре потока выше. При нагревании жидкости, наоборот, скорость течения жидкости у стенки выше, а в ядре потока ниже. На практике обычно скорость и температура на входе в трубу имеют профрии, близкие к равномерным. Для этих условий расчет среднего коэффициента теплоотдачи при ламинарном режиме течения жидкости в трубах при отношении длины трубы I к её дааметру (1, равном //с > 10, и Ке > 10 можно проводить по формуле [c.185]

Рассмотрим, наконец, теплоотдачу при поперечном обтекании труб В этом случае процесс теплоотдачи имеет ряд особенностей, которые о ьяс няются гидродинамической картиной движения жидкости вблизи поверх ности труб. Опыт показывает, что плавный безотрывный характер обтека ния труб имеет место только при очень малых числах Рейнольдса (Ке < 5) При больших числах Ке, характерных для практики, обтекание труб всегда сопровождается образованием в кормовой части вихревой зоны, что в сильной мере отражается и на теплоотдаче. При этом коэффициент теплоотдачи в наибольшей степени зависит от скорости набегающего потока, плотности и теплопроводности и в меньшей степени от теплоемкости и вязкости жидкости. Кроме того, коэффициент теплоотдачи существенно зависит от температуры жидкости, температурного напора и направления теплового потока. При нагревании капельной жидкости значение коэффициента теплоотдачи всегда вьш1е, чем при охлаждении. [c.187]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология